浅谈地理课堂实验

余亚奇

[摘   要]区域认知和综合思维、地理实践力等学科核心素养的培养离不开直观的、形象的、具体的地理现象，在日常教学中，地理教师也尽可能利用各种教学手段、信息化设备去展现各种地理现象及其发展变化。而要化虚为实，让学生更直观地去认知、发现和总结地理规律，地理课堂实验是一个不错的选择。教师应在地理课堂中适时引入周期短且能及时反馈效果的实验，让学生在不断的感知、释疑过程中探究地理事物的成因，让地理学科核心素养在实验过程中生根发芽。

[关键词]地理;学科核心素养;课堂实验

[中图分类号]    G633.55        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）13-0095-02

爱因斯坦说过：“一个美妙的实验，通常要比我们头脑中提取二十个公式更有价值。” 课堂实验是指教师结合课堂教学内容和育人目标，在课堂上完成并及时反馈实验效果的教学媒介，是一种显示直观现象、能让学生参与和经历地理事物发展变化的教学手段，是学生获得感性认识的重要源泉，是培养学生观察力、思维力、合作精神和表达能力的重要途径。学生在实验探究中能学会克服各种困难，增强地理实践力，形成创造性的结论。地理课堂实验还可以帮助学生了解地理概念，理解地理原理，掌握知识迁移方法，形成学科思想和学术意识。

一、地理课堂实验的必要性

地理课堂实验以模拟性的预设条件、开放性的思维启发，让学生在正确的区域认知引领下，锻炼地理实践力、培养综合思维，形成良好的人地协调观。良好的课堂实验，不仅可以提高学生的学习兴趣、参与度、主观能动性，更能培养学生的独立探究能力、逻辑推理能力、综合实践能力等。

地理课堂实验有自己独特的艺术，常规课堂中教师会用各种图片、视频来展现旖逦的自然风光、充满魅力的人文风情，以求让学生在真实的情境中“识地析理”。这样的课堂教学有利于培养学生获取信息的能力，但是对于培养学生的地理实践力作用有限。

达·芬奇有句名言：“实验是科学知识的来源，智慧是实验的女儿。”地理课堂实验能够承担起呈现部分地理原理的重任。教师应选择合适的、可操作性强的地理实验，让学生参与实验的设计、条件的预设、现象的观察，克服种种困难，在合作与分工中探讨事物的变化与发展，真正透过现象理解本质。

二、地理课堂实验的可行性

新高考下，地理试题的广度和深度不断加大，对学生的核心素养要求也越来越明确。地理学科具有文理兼具的特性，作为文科中的理科，其综合性、逻辑性、学科交融性很强，从现象到本质，从时间到空间变化，无不考查理性的思维。如自然地理“地球的运动”中包含着物理学中的线速度、角速度、向心力，“太阳高度的计算”需运用数学中的三角函数和立体几何，“经纬度”计算还涉及“线面角”“二面角”。对于理科生而言，地理知识涵盖面之广、地理信息的提取与图文转换、阅读理解式的背景材料，都体现出地理的文科属性。固有的教学套路与模板在新时代已经不能满足人才培养需求，而地理课堂实验有助于培养学生的地理实践力和综合思维。

以人教版高中地理必修1為例，课本上提供了很多具有较强可行性的地理实验素材，包括地球运动、晨昏线、太阳高度角、热力环流、三圈环流、海陆热力性质差异、季风成因、大气温室效应、常见的天气系统、地转偏向力、河流地貌发育、沉积物分选等方面，为课堂实验的开展提供良好的素材。

在信息爆炸的网络时代，我们可以享受大量优质的学科资源，如各级教育部门主推的“一师一优课”，还有微信上的地理知识公众号等，教师可以从中获得很多课堂实验教学的方法和案例，还可以足不出户去学习学科前言知识，分析学科动态，采集教学素材，再根据所教学生的知识储备、能力差异以及现有条件去设计、选择、整合、修订各种课堂实验，从而保证课堂实验的适用性。

三、如何有效实施地理课堂实验

1.确保课堂实验安全

安全是实验教学的前提。虽然地理实验不像化学、生物实验那样涉及较多的危险品，安全事故概率较低，但课堂是一个相对开放的场所，课堂实验需要师生亲自操作、演示，近距离观察和记录，教师在选材和操作时需全方位考虑安全问题，明确实验要求，确保课堂实验安全进行。如热力环流演示实验，课本上给出的材料有玻璃缸、塑料薄膜、一束香、火柴等，其中玻璃缸属于易碎品，薄膜、香、火柴等属于易燃品。为安全起见，教师在选材时可以用密封性好的透明塑料盒代替易碎的玻璃缸，用阻燃的胶合板代替薄膜，在实验过程中要强调香和火柴的规范使用。

2.选取简单易行的实验

很多高中都没有专门的地理实验器材，更没有专业的地理实验室，而课堂实验的精髓在于简单易行，可操作性强，且不会对课堂环境造成污染和损害。故课堂实验对地理教师专业要求相对较高，教师不仅要设计易操作的实验，有时还需根据课堂实际自制简单易操作的地理教具。例如，在讲解地转偏向力的时候，可以让学生两两合作，分别在静止和旋转的平面圆上画直线，观察、记录、比较不同的地理现象，并表述其形成原理。在讲解褶皱山的形成时，对于课堂实验器材可以就地取材，选择学生都有的课本或者彩色的便笺纸进行水平挤压。这样的实验道具和实验方式简单易操作，学生参与度高，还可反复验证。

3.控制实验时长

每一节课的时间都是有限的，在课堂中进行演示实验必须保证实验完整、效果明显、思考深入、讨论到位、结论准确。在有限的时间内要达到这样的教学效果，需要教师在选取教学内容、设计实验时控制实验的完成时间，如求当地经纬度、观测月象等周期较长的实验就不可取。而河流堆积地貌的形成演示实验（见图1）就符合周期短、现象明显、可操作性强的要求。

实验器材：清水、长方形塑料盒、一张白纸、一小袋泥沙、三角凹形槽。

操作步骤：①将白纸平铺在可漏水的长方形塑料盒上;②把粗细不均的泥沙倒入三角凹形槽;③让三角凹形槽与白纸呈15～30度斜角;④在三角凹形槽上方缓缓倒入清水。引导学生观察在白纸上形成的堆积物的位置、形态特征、颗粒物分布等地理现象，总结反思其现象产生机理，并用语言描述其形成过程。此实验时间每次不超过4分钟，学生不仅可以自主观察、发现、记录、分析、总结，还可以大胆对实验进行改进，反复演示。在此实验中，注水速度、三角凹形槽的倾斜角度、泥沙的粗细程度及多少都会影响实验的结果。

4.关注师生定位

好的课堂实验有助于培养学生的区域认知能力和地理实践力等学科核心素养，不仅能给学生带来视觉上的冲击，还能激发学生的主体意识，调动学生的主观能动性，把时间和课堂还给学生，让学生以探索者的身份去观察地理现象、体验地理过程，从而发现问题、解决问题，形成正确的人地观。

教师需不断更新教育观念，明确自身在课堂中的定位，在教学过程中充分发挥组织者、引导者、促进者的作用。如果所有的实验都是教师全程包办，不让学生参与，教师在实验过程中只是简单地问学生“有没有看到”“有没有发现”“是不是这样”，就没能很好地起到点拨和引导者的作用，课堂实验就变成了另类的“教学视频”。

5.重视学生参与度

地理实验教学的意义在于让抽象的地理现象变成具体的体验过程，让学生由观众、听众转化为地理過程的参与者、探究者，让课本上的理论变成学生分析的所得。在地理课堂实验过程中，教师要注重增强学生的参与意识，尽可能让每一个学生都参与到实验的各个环节中。在实验教学中，教师可以对实验的目标和任务进行多样化的分解，可以是目标分解，也可以是任务分解，尽可能让每个学生有目标、有任务地去获取地理信息、演示地理过程。

在条件允许的情况下，实验设备可多准备几套，让学生分组参与，这样既可体现小组的分工与合作，也可让学生及时就发现的地理问题进行交流探讨。在论证实验中，实验设备可多样化。例如，做昼夜交替演示实验时，可让学生自由选取物品（乒乓球、铅球、水晶球、发光的灯泡、手电筒、蜡烛等）来表示太阳和地球，而采用不同的实验器材，学生观测到的地理过程及实验结果可能存在差异。此时，教师可及时引导学生对实验中出现的现象进行分析和评价。

总之，地理课堂实验不仅可以呈现直观的地理现象、模拟地理过程，还可以提升学生的课堂参与度，让学生在失败中查找原因，在成功中总结经验，在思维碰撞中感受地理的魅力，不断提升区域认知能力和综合分析问题的能力。

（责任编辑   周侯辰）